我們先來看一個業務場景：
系統A是一個電商系統，目前是一台機器部署，系統中有一個使用者下訂單的接口，但是使用者下訂單之前一定要去檢查一下庫存，確定庫存足夠了才會給使用者下單。
由于系統有一定的并發，是以會預先将商品的庫存儲存在redis中，使用者下單的時候會更新redis的庫存。
假如某個時刻，redis裡面的某個商品庫存為1，此時兩個請求同時到來，其中一個請求執行到上圖的第3步，更新資料庫的庫存為0，但是第4步還沒有執行。
而另外一個請求執行到了第2步，發現庫存還是1，就繼續執行第3步。
這樣的結果，是導緻賣出了2個商品，然而其實庫存隻有1個。
很明顯不對啊！這就是典型的庫存超賣問題
此時，我們很容易想到解決方案：用鎖把2、3、4步鎖住，讓他們執行完之後，另一個線程才能進來執行第2步。
按照上面的圖，在執行第2步時，使用Java提供的synchronized或者ReentrantLock來鎖住，然後在第4步執行完之後才釋放鎖。
這樣一來，2、3、4 這3個步驟就被“鎖”住了，多個線程之間隻能串行化執行。
但是好景不長，整個系統的并發飙升，一台機器扛不住了。現在要增加一台機器，如下圖
增加機器之後，系統變成上圖所示，我的天！
假設此時兩個使用者的請求同時到來，但是落在了不同的機器上，那麼這兩個請求是可以同時執行了，還是會出現庫存超賣的問題。
為什麼呢？因為上圖中的兩個A系統，運作在兩個不同的JVM裡面，他們加的鎖隻對屬于自己JVM裡面的線程有效，對于其他JVM的線程是無效的。
是以，這裡的問題是：Java提供的原生鎖機制在多機部署場景下失效了
這是因為兩台機器加的鎖不是同一個鎖(兩個鎖在不同的JVM裡面)。
那麼，我們隻要保證兩台機器加的鎖是同一個鎖，問題不就解決了嗎？
此時，就該分布式鎖隆重登場了，分布式鎖的思路是：
在整個系統提供一個全局、唯一的擷取鎖的“東西”，然後每個系統在需要加鎖時，都去問這個“東西”拿到一把鎖，這樣不同的系統拿到的就可以認為是同一把鎖。 至于這個“東西”，可以是Redis、Zookeeper，也可以是資料庫。
通過上面的分析，我們知道了庫存超賣場景在分布式部署系統的情況下使用Java原生的鎖機制無法保證線程安全，是以我們需要用到分布式鎖的方案。
那麼，如何實作分布式鎖呢？
2.分布式鎖的實作
2.1.分布式鎖的簡單實作代碼
package com.bruceliu.lock;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.Transaction;
import redis.clients.jedis.exceptions.JedisException;
import java.util.List;
import java.util.UUID;
/**
* @BelongsProject: RedisLock
* @BelongsPackage: com.bruceliu.lock
* @Author: bruceliu
* @QQ:1241488705
* @CreateTime: 2020-05-06 17:51
* @Description: 分布式鎖簡單實作
*/
public class DistributedLock {
private final JedisPool jedisPool;
public DistributedLock(JedisPool jedisPool) {
this.jedisPool = jedisPool;
}
/**
* 加鎖
* @param lockName 鎖的key
* @param acquireTimeout 擷取逾時時間
* @param timeout 鎖的逾時時間
* @return 鎖辨別
*/
public String lockWithTimeout(String lockName, long acquireTimeout, long timeout) {
Jedis conn = null;
String retIdentifier = null;
try {
// 擷取連接配接
conn = jedisPool.getResource();
// 随機生成一個value
String identifier = UUID.randomUUID().toString();
// 鎖名，即key值
String lockKey = "lock:" + lockName;
// 逾時時間，上鎖後超過此時間則自動釋放鎖
int lockExpire = (int) (timeout / 1000);
// 擷取鎖的逾時時間，超過這個時間則放棄擷取鎖
long end = System.currentTimeMillis() + acquireTimeout;
while (System.currentTimeMillis() < end) {
if (conn.setnx(lockKey, identifier) == 1) {
conn.expire(lockKey, lockExpire);
// 傳回value值，用于釋放鎖時間确認
retIdentifier = identifier;
return retIdentifier;
}
// 傳回-1代表key沒有設定逾時時間，為key設定一個逾時時間
if (conn.ttl(lockKey) == -1) {
conn.expire(lockKey, lockExpire);
}
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
} catch (JedisException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if (conn != null) {
conn.close();
}
}
return retIdentifier;
}
/**
* 釋放鎖
* @param lockName 鎖的key
* @param identifier 釋放鎖的辨別
* @return
*/
public boolean releaseLock(String lockName, String identifier) {
Jedis conn = null;
String lockKey = "lock:" + lockName;
boolean retFlag = false;
try {
conn = jedisPool.getResource();
while (true) {
// 監視lock，準備開始事務
conn.watch(lockKey);
// 通過前面傳回的value值判斷是不是該鎖，若是該鎖，則删除，釋放鎖
if (identifier.equals(conn.get(lockKey))) {
Transaction transaction = conn.multi();
transaction.del(lockKey);
List<Object> results = transaction.exec();
if (results == null) {
continue;
}
retFlag = true;
}
conn.unwatch();
break;
}
} catch (JedisException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if (conn != null) {
conn.close();
}
}
return retFlag;
}
}
2.2.測試剛才實作的分布式鎖
例子中使用50個線程模拟秒殺一個商品，使用–運算符來實作商品減少，從結果有序性就可以看出是否為加鎖狀态。
模拟秒殺服務，在其中配置了jedis線程池，在初始化的時候傳給分布式鎖，供其使用。
package com.bruceliu.lock;
import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig;
/**
* @BelongsProject: RedisLock
* @BelongsPackage: com.bruceliu.lock
* @Author: bruceliu
* @QQ:1241488705
* @CreateTime: 2020-05-07 09:23
* @Description: TODO
*/
public class SkillService {
private static JedisPool pool = null;
private DistributedLock lock = new DistributedLock(pool);
int n = 500;
static {
JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
// 設定最大連接配接數
config.setMaxTotal(200);
// 設定最大空閑數
config.setMaxIdle(8);
// 設定最大等待時間
config.setMaxWaitMillis(1000 * 100);
// 在borrow一個jedis執行個體時，是否需要驗證，若為true，則所有jedis執行個體均是可用的
config.setTestOnBorrow(true);
pool = new JedisPool(config, "127.0.0.1", 6379, 3000);
}
public void seckill() {
// 傳回鎖的value值，供釋放鎖時候進行判斷
String identifier = lock.lockWithTimeout("resource", 5000, 1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "獲得了鎖");
System.out.println(--n);
lock.releaseLock("resource", identifier);
}
}
2.3.模拟線程進行秒殺服務
package com.bruceliu.lock;
/**
* @BelongsProject: RedisLock
* @BelongsPackage: com.bruceliu.lock
* @Author: bruceliu
* @QQ:1241488705
* @CreateTime: 2020-05-07 09:24
* @Description: TODO
*/
public class TestLock {
public static void main(String[] args) {
SkillService service = new SkillService();
for (int i = 0; i < 50; i++) {
ThreadA threadA = new ThreadA(service);
threadA.setName("ThreadNameA->"+i);
threadA.start();
}
}
}
class ThreadA extends Thread {
private SkillService skillService;
public ThreadA(SkillService skillService) {
this.skillService = skillService;
}
@Override
public void run() {
skillService.seckill();
}
}
2.4.測試結果
若注釋掉使用鎖的部分：
public void seckill() {
// 傳回鎖的value值，供釋放鎖時候進行判斷
//String identifier = lock.lockWithTimeout("resource", 5000, 1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "獲得了鎖");
System.out.println(--n);
//lock.releaseLock("resource", identifier);
}
從結果可以看出，有一些是異步進行的：